王春生Chem：原位形成聚合物-无机固体电解质界面实现稳定聚合物固态锂金属电池

2023年11月7日上午9:32 • 头条, 干货, 顶刊 • 阅读 15

用于固态锂金属电池(SSLB)的复合聚合物电解质(CPE)仍然存在界面电阻逐渐增加和锂枝晶生长不受限制的问题。

美国马里兰大学王春生等人通过在CPE膜上引入氟化盐富集的夹层来设计富含LiF的无机固体电解质界面(SEI)，从而解决了上述挑战。

刚柔并济的CPE有助于适应电极的体积变化，而聚合物高浓度电解质(PHCE)表面层通过阴离子还原形成稳定的富含LiF的SEI，从而调节锂离子通量。设计的 CPE-PHCE具有增强的离子电导率和>5.0 V（相对于Li/Li⁺）的高氧化稳定性。

此外，CPE-PHCE显著降低了界面电阻并实现了4.5 mA cm^-2的高临界电流密度。由薄CPE-PHCE膜（<100 μm）和无钴LiNiO₂正极制成的SSLB，具有出色的电化学性能和长循环稳定性。这种SEI设计方法也可以应用于其他类型的电池。

图1 CPE和CPE-PHCE电解质的物理特性

图2 无钴LiNiO₂固态电池性能

In situ formation of polymer-inorganic solid-electrolyte interphase for stable polymeric solid-state lithium-metal batteries. Chem 2021. DOI: 10.1016/j.chempr.2021.06.019

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王春生Chem：原位形成聚合物-无机固体电解质界面实现稳定聚合物固态锂金属电池

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